Some benchmarks from a library im working on
50 views
Skip to first unread message
Keshava Grama
Feb 18, 2026, 12:49:54 PM (7 days ago) Feb 18
to Unum Computing
Alu only for now
══════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Encode/Decode SNR (f64 → SBP → f64) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Format │ Range │ Samples │ Mean dB │ Min dB │ Exact
─────────┼──────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼────────
SBP8 │ In-range │ 10000 │ 38.2 │ 0.0 │ 0
SBP8 │ Negative │ 10000 │ 38.2 │ 0.0 │ 0
SBP16 │ In-range │ 10000 │ 74.1 │ 65.4 │ 0
SBP16 │ Negative │ 10000 │ 74.1 │ 65.4 │ 0
SBP16 │ Near-unity │ 10000 │ 74.1 │ 65.4 │ 1
SBP32 │ In-range │ 10000 │ 122.3 │ 113.6 │ 0
SBP32 │ Negative │ 10000 │ 122.3 │ 113.6 │ 0
SBP32 │ Near-unity │ 10000 │ 122.3 │ 113.6 │ 1
SBP64 │ In-range │ 10000 │ 218.6 │ 209.9 │ 0
SBP64 │ Negative │ 10000 │ 218.6 │ 209.9 │ 0
─────────┴──────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Operations SNR Sweep (ADD, SUB, MUL, DIV) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
SBP8 (4+4 bits, ~1.2 decades: 0.3 to 3.0)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 28.9 │ 6.2 │ 118.7 │ 844
SUB │ 24.8 │ -3.5 │ 105.7 │ 734
MUL │ 43.5 │ 3.7 │ 78.5 │ 552
DIV │ 37.6 │ 4.0 │ 66.2 │ 550
SBP16 (8+8 bits, 15 decades: 1e-7 to 1e7)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 79.4 │ 60.3 │ 264.0 │ 1224
SUB │ 78.9 │ 60.1 │ 244.2 │ 1224
MUL │ 103.9 │ 61.3 │ 319.1 │ 935
DIV │ 99.0 │ 61.3 │ 257.9 │ 900
SBP32 (16+16 bits, ~3900 decades)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 127.5 │ 108.2 │ 191.5 │ 1275
SUB │ 127.6 │ 106.6 │ 191.5 │ 1225
MUL │ 127.3 │ 108.9 │ 319.1 │ 1268
DIV │ 124.9 │ 108.9 │ 183.7 │ 1224
SBP64 (32+32 bits, wide u128 arithmetic)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 138.4 │ 38.1 │ 296.1 │ 1275
SUB │ 135.3 │ 38.1 │ 296.1 │ 1225
MUL │ 223.1 │ 205.2 │ 319.1 │ 1268
DIV │ 222.1 │ 205.2 │ 304.3 │ 1224
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP8 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
─────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
1 decade (0.3-3) │ 43.5 │ 37.6 │ 28.9 │ 24.8
2 decades (0.1-10) │ 57.5 │ 39.9 │ 23.3 │ 19.1
3 decades (0.03-30) │ 43.7 │ 35.7 │ 25.1 │ 22.8
4 decades (0.01-100) │ 73.0 │ 40.1 │ 28.5 │ 27.2
─────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP16 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
7 decades (1e-3 to 1e4) │ 106.3 │ 102.6 │ 73.0 │ 71.9
10 decades (1e-5 to 1e5) │ 95.1 │ 90.8 │ 75.2 │ 74.9
14 decades (1e-7 to 1e7) │ 103.9 │ 99.0 │ 79.4 │ 78.9
20 decades (1e-10 to 1e10) │ 96.0 │ 89.3 │ 76.6 │ 76.9
────────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP32 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
──────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
100 decades (1e-50 to 1e50) │ 127.1 │ 124.9 │ 127.5 │ 127.6
200 decades (1e-100 to 1e100) │ 126.6 │ 124.1 │ 125.9 │ 126.1
300 decades (1e-150 to 1e150) │ 128.0 │ 124.2 │ 125.6 │ 125.8
400 decades (1e-200 to 1e200) │ 125.8 │ 121.6 │ 128.3 │ 128.6
450 decades (1e-225 to 1e225) │ 128.1 │ 122.8 │ 128.5 │ 128.8
500 decades (1e-250 to 1e250) │ 127.6 │ 123.4 │ 124.8 │ 124.9
──────────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP64 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
──────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
100 decades (1e-50 to 1e50) │ 222.9 │ 222.1 │ 138.4 │ 135.4
200 decades (1e-100 to 1e100) │ 222.1 │ 221.3 │ 175.3 │ 173.4
300 decades (1e-150 to 1e150) │ 222.5 │ 221.2 │ 193.2 │ 192.4
400 decades (1e-200 to 1e200) │ 219.9 │ 218.6 │ 203.6 │ 203.2
450 decades (1e-225 to 1e225) │ 220.9 │ 219.0 │ 202.9 │ 202.5
500 decades (1e-250 to 1e250) │ 221.7 │ 220.8 │ 208.3 │ 208.1
──────────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
Will release once 64 bit fixed. Any benchmark in particular that would be useful?
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP8 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Negative zero │ -0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Min positive (0.3) │ 3.00e-1 │ 0.00e0 │ FAIL
Max positive (3.0) │ 3.00e0 │ inf │ FAIL
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Below range (0.1) │ 1.00e-1 │ 0.00e0 │ OK
Above range (10) │ 1.00e1 │ inf │ OK
Negative (-1.0) │ -1.00e0 │ -1.00e0 │ OK
Tiny (1e-10) │ 1.00e-10 │ 0.00e0 │ OK
Huge (1e10) │ 1.00e10 │ inf │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
Neg infinity │ -inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP16 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Min positive (1e-7) │ 1.00e-7 │ 1.00e-7 │ OK
Max positive (1e7) │ 1.00e7 │ 1.00e7 │ OK
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Below range (1e-10) │ 1.00e-10 │ 0.00e0 │ OK
Above range (1e10) │ 1.00e10 │ inf │ OK
Negative (-1e3) │ -1.00e3 │ -1.00e3 │ OK
Subnormal (1e-310) │ 1.00e-310 │ 0.00e0 │ OK
Near overflow (1e38) │ 1.00e38 │ inf │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP32 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Tiny (1e-150) │ 1.00e-150 │ 1.00e-150 │ OK
Huge (1e150) │ 1.00e150 │ 1.00e150 │ OK
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Negative (-1e50) │ -1.00e50 │ -1.00e50 │ OK
f64 MIN_POSITIVE │ 2.23e-308 │ 2.23e-308 │ OK
f64 MAX │ 1.80e308 │ inf │ OK
f64 EPSILON │ 2.22e-16 │ 2.22e-16 │ OK
Subnormal (1e-310) │ 1.00e-310 │ 1.00e-310 │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP64 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Tiny (1e-150) │ 1.00e-150 │ 1.00e-150 │ OK
Huge (1e150) │ 1.00e150 │ 1.00e150 │ OK
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Negative (-1e50) │ -1.00e50 │ -1.00e50 │ OK
f64 MIN_POSITIVE │ 2.23e-308 │ 2.23e-308 │ OK
f64 MAX │ 1.80e308 │ 1.80e308 │ OK
Precision (1+1e-12) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Subnormal (1e-310) │ 1.00e-310 │ 1.00e-310 │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
══════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Encode/Decode SNR (f64 → SBP → f64) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Format │ Range │ Samples │ Mean dB │ Min dB │ Exact
─────────┼──────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼────────
SBP8 │ In-range │ 10000 │ 38.2 │ 0.0 │ 0
SBP8 │ Negative │ 10000 │ 38.2 │ 0.0 │ 0
SBP16 │ In-range │ 10000 │ 74.1 │ 65.4 │ 0
SBP16 │ Negative │ 10000 │ 74.1 │ 65.4 │ 0
SBP16 │ Near-unity │ 10000 │ 74.1 │ 65.4 │ 1
SBP32 │ In-range │ 10000 │ 122.3 │ 113.6 │ 0
SBP32 │ Negative │ 10000 │ 122.3 │ 113.6 │ 0
SBP32 │ Near-unity │ 10000 │ 122.3 │ 113.6 │ 1
SBP64 │ In-range │ 10000 │ 218.6 │ 209.9 │ 0
SBP64 │ Negative │ 10000 │ 218.6 │ 209.9 │ 0
─────────┴──────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Operations SNR Sweep (ADD, SUB, MUL, DIV) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
SBP8 (4+4 bits, ~1.2 decades: 0.3 to 3.0)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 28.9 │ 6.2 │ 118.7 │ 844
SUB │ 24.8 │ -3.5 │ 105.7 │ 734
MUL │ 43.5 │ 3.7 │ 78.5 │ 552
DIV │ 37.6 │ 4.0 │ 66.2 │ 550
SBP16 (8+8 bits, 15 decades: 1e-7 to 1e7)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 79.4 │ 60.3 │ 264.0 │ 1224
SUB │ 78.9 │ 60.1 │ 244.2 │ 1224
MUL │ 103.9 │ 61.3 │ 319.1 │ 935
DIV │ 99.0 │ 61.3 │ 257.9 │ 900
SBP32 (16+16 bits, ~3900 decades)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 127.5 │ 108.2 │ 191.5 │ 1275
SUB │ 127.6 │ 106.6 │ 191.5 │ 1225
MUL │ 127.3 │ 108.9 │ 319.1 │ 1268
DIV │ 124.9 │ 108.9 │ 183.7 │ 1224
SBP64 (32+32 bits, wide u128 arithmetic)
Op │ Mean dB │ Min dB │ Max dB │ Samples
───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────
ADD │ 138.4 │ 38.1 │ 296.1 │ 1275
SUB │ 135.3 │ 38.1 │ 296.1 │ 1225
MUL │ 223.1 │ 205.2 │ 319.1 │ 1268
DIV │ 222.1 │ 205.2 │ 304.3 │ 1224
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP8 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
─────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
1 decade (0.3-3) │ 43.5 │ 37.6 │ 28.9 │ 24.8
2 decades (0.1-10) │ 57.5 │ 39.9 │ 23.3 │ 19.1
3 decades (0.03-30) │ 43.7 │ 35.7 │ 25.1 │ 22.8
4 decades (0.01-100) │ 73.0 │ 40.1 │ 28.5 │ 27.2
─────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP16 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
7 decades (1e-3 to 1e4) │ 106.3 │ 102.6 │ 73.0 │ 71.9
10 decades (1e-5 to 1e5) │ 95.1 │ 90.8 │ 75.2 │ 74.9
14 decades (1e-7 to 1e7) │ 103.9 │ 99.0 │ 79.4 │ 78.9
20 decades (1e-10 to 1e10) │ 96.0 │ 89.3 │ 76.6 │ 76.9
────────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP32 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
──────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
100 decades (1e-50 to 1e50) │ 127.1 │ 124.9 │ 127.5 │ 127.6
200 decades (1e-100 to 1e100) │ 126.6 │ 124.1 │ 125.9 │ 126.1
300 decades (1e-150 to 1e150) │ 128.0 │ 124.2 │ 125.6 │ 125.8
400 decades (1e-200 to 1e200) │ 125.8 │ 121.6 │ 128.3 │ 128.6
450 decades (1e-225 to 1e225) │ 128.1 │ 122.8 │ 128.5 │ 128.8
500 decades (1e-250 to 1e250) │ 127.6 │ 123.4 │ 124.8 │ 124.9
──────────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP64 Decade Range Test (precision vs range) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
Range │ MUL dB │ DIV dB │ ADD dB │ SUB dB
──────────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────
100 decades (1e-50 to 1e50) │ 222.9 │ 222.1 │ 138.4 │ 135.4
200 decades (1e-100 to 1e100) │ 222.1 │ 221.3 │ 175.3 │ 173.4
300 decades (1e-150 to 1e150) │ 222.5 │ 221.2 │ 193.2 │ 192.4
400 decades (1e-200 to 1e200) │ 219.9 │ 218.6 │ 203.6 │ 203.2
450 decades (1e-225 to 1e225) │ 220.9 │ 219.0 │ 202.9 │ 202.5
500 decades (1e-250 to 1e250) │ 221.7 │ 220.8 │ 208.3 │ 208.1
──────────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────
Will release once 64 bit fixed. Any benchmark in particular that would be useful?
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP8 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Negative zero │ -0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Min positive (0.3) │ 3.00e-1 │ 0.00e0 │ FAIL
Max positive (3.0) │ 3.00e0 │ inf │ FAIL
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Below range (0.1) │ 1.00e-1 │ 0.00e0 │ OK
Above range (10) │ 1.00e1 │ inf │ OK
Negative (-1.0) │ -1.00e0 │ -1.00e0 │ OK
Tiny (1e-10) │ 1.00e-10 │ 0.00e0 │ OK
Huge (1e10) │ 1.00e10 │ inf │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
Neg infinity │ -inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP16 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Min positive (1e-7) │ 1.00e-7 │ 1.00e-7 │ OK
Max positive (1e7) │ 1.00e7 │ 1.00e7 │ OK
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Below range (1e-10) │ 1.00e-10 │ 0.00e0 │ OK
Above range (1e10) │ 1.00e10 │ inf │ OK
Negative (-1e3) │ -1.00e3 │ -1.00e3 │ OK
Subnormal (1e-310) │ 1.00e-310 │ 0.00e0 │ OK
Near overflow (1e38) │ 1.00e38 │ inf │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP32 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Tiny (1e-150) │ 1.00e-150 │ 1.00e-150 │ OK
Huge (1e150) │ 1.00e150 │ 1.00e150 │ OK
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Negative (-1e50) │ -1.00e50 │ -1.00e50 │ OK
f64 MIN_POSITIVE │ 2.23e-308 │ 2.23e-308 │ OK
f64 MAX │ 1.80e308 │ inf │ OK
f64 EPSILON │ 2.22e-16 │ 2.22e-16 │ OK
Subnormal (1e-310) │ 1.00e-310 │ 1.00e-310 │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ SBP64 Edge Cases & Boundary Tests ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Test │ Input │ Output │ Status
──────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────
Zero │ 0.00e0 │ 0.00e0 │ OK
Tiny (1e-150) │ 1.00e-150 │ 1.00e-150 │ OK
Huge (1e150) │ 1.00e150 │ 1.00e150 │ OK
Unity (1.0) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Negative (-1e50) │ -1.00e50 │ -1.00e50 │ OK
f64 MIN_POSITIVE │ 2.23e-308 │ 2.23e-308 │ OK
f64 MAX │ 1.80e308 │ 1.80e308 │ OK
Precision (1+1e-12) │ 1.00e0 │ 1.00e0 │ OK
Subnormal (1e-310) │ 1.00e-310 │ 1.00e-310 │ OK
Infinity │ inf │ inf │ OK
NaN │ NaN │ NaN │ OK
──────────────────────────┴────────────┴────────────┴────────
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages